Research Information System
13th INTERNATIONAL MARMARA SCIENCE AND SOCIAL SCIENCES CONGRESS, Kocaeli, Turkey, 29 - 30 November 2024, pp.463-473
Polypropylene block copolymer (PPB) is widely preferred in wastewater drainage pipes due to its advantages, such as high creep resistance and excellent crack resistance under environmental loading. Creep strain may occur in this polymer-based material when exposed to long-term constant loading. To prevent damage caused by creep, the component should be replaced at the end of the stable creep phase. In this context, determining the lifespan of components subjected to creep and replacing them at the optimal time is of great importance.
In this study, the Norton-Bailey Creep Model was calibrated using limited creep data, and its constant coefficients were determined. A numerical approach was employed for creep life estimation, enabling the prediction of PPB material's creep behavior for stress and time conditions where no prior data is available.
As part of the study, PPB samples produced via plastic injection molding were subjected to creep tests at a strain rate of 0.0003 s⁻¹, under different creep stress levels (8, 11, 16, and 18 MPa), and with a creep duration of 1800 seconds.
The test data were categorized into distinct creep stages. For the primary and secondary creep phases, where the Norton-Bailey Creep Model is effective, the model was calibrated using MATLAB software. The constant coefficients of the model were calculated, and strain and strain rate values were determined based on these coefficients. Finally, the calculated values were compared with experimental data to evaluate their consistency.
As a result, the study demonstrated that predicting untested creep data for PPB material is feasible using the Norton-Bailey model. Furthermore, it was shown that long-term test processes can be effectively estimated through short-term tests.
Yüksek sürünme dayanımı ve çevresel yüklemelere karşı yüksek çatlak direnci gibi sağladığı avantajlarından dolayı Polipropilen blok kopolimer (PPB) malzeme atık su tahliye borularında yaygın olarak tercih edilmektedir. Uzun süre sabit yüklemeye maruz kalabilen polimer esaslı bu malzemede sürünme genlemesi meydana gelebilmektedir. Sürünmeden kaynaklı hasar meydana gelmeden önce, kararlı sürünme bölgesi sonunda parçanın değiştirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda, sürünmeye maruz kalan parçaların ömrünün belirlenmesi ve en uygun zamanda değiştirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Bu çalışmada, sınırlı sürünme verileri kullanılarak Norton-Bailey Sürünme Modeli kalibre edilmiş ve modelin sabit katsayıları belirlenmiştir. Sürünme ömrü tahmini için sayısal bir yaklaşım benimsenmiş ve verisi bulunmayan sürünme gerilmesi ile sürünme süresi değerleri için PPB malzemenin sürünme davranışı tahmin edilebilir hale getirilmiştir.
Çalışma kapsamında plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen PPB numunelere; 0.0003 1/s genleme hızında, farklı sürünme gerilmesi değerlerinde (8, 11, 16 ve 18 MPa) ve 1800 s sürünme süreli testler uygulanmıştır.
Testlerden elde edilen veriler, sürünme bölgelerine ayrılmıştır. Norton-Bailey Sürünme Modelinin etkin olduğu birincil ve ikincil sürünme bölgeleri için model, MATLAB yazılımı kullanılarak kalibre edilmiştir. Modelin sabit katsayıları hesaplanmış ve bu katsayılar ile genleme ve genleme hızı değerleri belirlenmiştir. Son olarak, hesaplanan değerlerin deneysel verilerle uyumu karşılaştırılmıştır.
Sonuç olarak, PPB malzemede test uygulanmamış sürünme verilerinin tahmini, Norton-Bailey modeli kullanılarak mümkün hale getirilmiştir. Ayrıca, uzun süreli test süreçlerinin, kısa süreli testlerle başarılı bir şekilde tahmin edilebileceği belirlenmiştir.